静态阴极电弧蒸发制备的CrN涂层的结构和性能

摘要

采用静态阴极电弧蒸发法,在基体面向等离子体源的正表面和其背面沉积CrN涂层。研究氮气压力对涂层的结构、相组成、力学性能和摩擦学性能的影响。分别用扫描电镜、接触轮廓仪和X射线衍射仪对涂层的形貌和结构进行表征,采用纳米压痕法对其力学性能进行研究,并采用球盘式摩擦计对涂层的摩擦磨损性能进行研究。结果表明,涂层沉积过程中氮气压力的增加将导致相变的发生,其顺序为Cr2N→Cr2N+CrN→CrN。与沉积在基体背面的涂层相比,沉积在基体正面的涂层的粗糙度更高,这主要是正面涂层中大颗粒的数量较多造成的。基体正面涂层的硬度和弹性模量也较高。研究还发现,涂层的附着力与磨损率呈反比关系。